DK169826B1 - Stempelmotor af krydshovedtypen - Google Patents

Description

DK 169826 B1

Stempelmotor af krydshovedtypen, navnlig en stor totaktsmotor, med stempler, som hver er forbundet med en tilhørende plejlstangssøle på krumtapakslen gennem en stempelstang, et krydshoved og en plej Istang, hvor 5 krydshovedet har en krydshovedpind med to ved modsatte ender af pinden beliggende styresko, som er bevægelig på langs af styreplaner, der er båret af opretstående tværgående afstivning i motorens stativ.

En sådan motor er i teknikken velkendt som ræk-10 kemotor, og anvendes typisk som fremdrivningsmotor i et skib eller som stationær kraftproducerende motor. Krydshovedet styres i motorens tværretning af styreplaner, der er fastgjort til stativets tværgående afstivning og strækker sig over størstedelen af stativets 15 højde for at være virksomt over hele motorens slaglængde. For optagelse af de forholdsvis store tværkræfter, som indvirker på krydshovedet, skal styreplanerne være sikkert fastgjort i afstivningen. Det er kendt, at den tværgående afstivning kan være opbygget 20 som en flerlags pladekonstruktion eller som en enkeltlags pladevæg. Det er en ulempe ved den kendte motor, at den har stor længde.

Ved en mangecylindret trunkmotor er det kendt at mindske motorens længde ved at arrangere cylindrene i 25 to parallelle rækker, der enten kan være tilknyttet hver sin krumtapaksel eller afleverer driveffekten til en fælles krumtapaksel. Det sidstnævnte tilfælde kendes eksempelvis fra 4-takts trunkmotorer, hvor plejIstængerne kan være anbragt side om side på en fælles plej Ι-ΒΟ stangssøle.

Der kendes også en mindre V-motor med et luftpumpestempel anbragt under hver arbejdscylinder på en sådan måde, at pumpestemplet danner forbindelse mellem arbejdscylinderens stempelstang og plejIstang. Luftpum-35 pestemplet virker her som en slags krydshoved, men kan dog kun optage forholdsvis begrænsede tværkræfter, idet 2 DK 169826 B1 pumpecylinderen er fastgjort i en vandret liggende afstivning i motorblokken. Hvis denne pumpecylinder udsættes for større tværkræfter, eller hvis motorens slaglængde øges, vil pumpecylinderen under motorens 5 gang vride sig i forhold til den vandretgående afstivning, hvorved de to cylindre ikke længere kan opretholde den nødvendige koaksialitet.

Det er et formål for opfindelsen at anvise en stempelmotor af den indledningsvis nævnte art, som selv 10 ved udvikling af stor effekt giver en sikker styring af krydshovederne samtidig med, at motoren har lille længde i forhold til cylinderantallet.

Med henblik herpå er motoren ejendommelig ved, at dens cylindre er arrangeret i to parallelle rækker, 15 at plejIstængerne for to nabocylindre i hver sin række er lejret side og side på en fælles plejlstangssøle, og at krydshovedpinden og styreplanerne er således udformet, at krydshovedlejerne i det sammenhørende par af nabocylindre er beliggende forskudt i forhold til hin-20 anden i motorens længderetning, så centerakserne for de til samme cylinder hørende stempelstang og plejIstang i det væsentlige er beliggende i et fælles plan.

Ved at arrangere cylindrene i to rækker opnås, at motoren har lille længde i forhold til dens effekt.

25 Udformningen af plejIstængerne holdes enkel ved at de lejres side om side på en fælles søle. Den indbyrdes forskydning af krydshovederne hørende til de to på samme søle anbragte plejIstænger bevirker, at kraftoverførslen fra stemplerne til krumtapakslen trods plejΙ-ΒΟ stængernes anbringelse side om side sker i et normalplan til krumtapakslens omdrejningsakse, hvilket er af stor betydning for at hindre fremkomst af momenter virkende i motorens længderetning.

I en første foretrukken udførelsesform er kryds-35 hovedlejet anbragt asymmetrisk i motorens længderetning på krydshovedpinden. Denne asymmetriske beliggenhed af 3 DK 169826 B1 krydshovedlejet kompenserer for lejernes indbyrdes forskydning, så der ikke skal tages specielle forholdsregler ved fastgørelsen af styreplanerne på den opretstående tværgående afstivning.

5 Det foretrækkes, at lejets asymmetriske belig genhed på pinden udnyttes til at udforme motorstativet således, at den styreplansbærende tværgående afstivning, der fortrinsvis er udformet som enkeltlags pladevægge, hver især ligger i samme tværgående plan over 10 hele motorens bredde. Derved giver afstivningen motorstativet stor stivhed i tværgående retning, hvilket modvirker svingninger i stativet og reducerer deformationer i de enkelte stativelementer. Stivheden af den tværgående afstivning giver også en sikker positione-15 ring af styreplanerne i en stilling med indbyrdes parallelle glideflader, hvilket mindsker risikoen for slid på såvel styreplanerne som krydshovedskoene.

Den asymmetriske beliggenhed af krydshovedlejet på pinden medfører, at de to tilhørende krydshovedsko 20 ikke skal optage lige store belastninger, og dette kan hensigtsmæssigt udnyttes til en reduktion af den ene styreskoes størrelse, nemlig således, at bredden af le-jefladerne på den styresko, som ligger længst væk fra krydshovedlejet, og fortrinsvis også bredden af leje-25 fladerne på de tilhørende styreplaner, er mindre end bredden af lejefladerne på styreskoen, og fortrinsvis også på styreplanerne, ved pindens modsatte ende.

Ved at afpasse styreskoene således i forhold til hinanden, at det indbyrdes forhold mellem bredden af de 30 ved hver ende af krydshovedpinden beliggende lejeflader er omvendt proportionalt med deres afstand til krydshovedlej ets centrum opnås, at lejefladerne udsættes for stort set ens belastning og dermed ens slid. Denne optimale udnyttelse af materialet i krydshovedet med til-35 hørende understøtninger resulterer i en motor med en fordelagtig lav vægt.

4 DK 169826 B1 I en anden foretrukken udførelsesform kompenseres der for krydshovedlejernes indbyrdes forskydning, ved at krydshovedlejet med tilhørende pind og styresko er hovedsageligt symmetrisk om et tværgående centerplan 5 gennem krydshovedlejet, og at styreplanerne for de sammenhørende par af nabocylindre er forskudt i forhold til hinanden i motorens længderetning. Dermed tillades anvendelsen af et traditionelt udformet krydshoved i en motor, hvor krydshovederne er forsat i forhold til 10 hinanden. Samtidig hermed er det på enkel måde sikret, at styreplanerne i det væsentlige belastes ens. Med denne traditionelle udformning af krydshovedet er der to forskellige muligheder for montering af styreplanerne på motorstativets opstående afstivning. Den første 15 løsning udmærker sig ved at give stativet stor stivhed, idet motorstativets styreplansbærende tværgående afstivning, der fortrinsvis er udformet som enkeltlags pladevægge, hver især ligger i samme tværgående plan over hele motorens bredde, og krydshovedernes indbyrdes 20 forsætning optages i så fald ved, at det ene sæt af styreplaner for en krydshovedpind ligger i større afstand fra den tilhørende tværgående afstivning end det andet sæt.

Alternativt kan motoren udformes således, at den 25 styreplansbærende tværgående afstivning hørende til den ene af to nabocylindre i det sammenhørende par er forskudt i motorens længderetning i forhold til den tværgående afstivning hørende til den anden nabocylinder, fortrinsvis således, at de to sæt af styreplaner for en 30 krydshovedpind indbyrdes ligger symmetrisk om det tværgående centerplan gennem krydshovedlejet. Da den tværgående afstivning her optager forsætningen mellem krydshovederne, kan krydshovederne med de tilhørende styreplaner udformes på helt traditionel vis.

35 Det foretrækkes, at forskydningen mellem kryds hovederne i det sammenhørende sæt af nabocylindre an- 5 DK 169826 B1 drager fra 5 til 20 % af krydshovedpindens længde, og fortrinsvis 15 % heraf. Den nedre grænse for forskydningen giver en motor med kort længde, men plejlstangs-sølen skal her have stor diameter og/eller være udfor-5 met af specialfremstillet lejemateriale for at kunne overføre drivkræfterne i plej Istangen til krumtapakslen. Den øvre grænse på 20 % gør det muligt at udforme plejlstangslejet med stor bredde, hvilket giver stort lejeareal og dermed lille belastning af lejet, men mo-10 torens længde bliver dog noget større samtidig med, at krydshovedpinden og/eller den tværgående afstivning samt styreplanerne skal optage en forholdsvis stor forskydning. Med en forskydning på 15 % opnås et hensigtsmæssigt kompromis mellem belastningen af plejl-15 stangslejet og udformningen af motorstrukturen omkring krydshovedet.

Eksempler på udførelsesformer for opfindelsen beskrives herefter nærmere med henvisning til den skematiske tegning, hvor 20 fig. 1 viser et del tværsnit gennem en motor ifølge opfindelsen, fig. 2 og 3 i planbillede viser to forskellige arrangementer af den første foretrukne udførelsesform, og 25 fig. 4 et tilsvarende billede af den anden fore trukne udførelsesform.

I fig. 1 ses en generelt med 1 betegnet totakts langslags krydshovedmotor med et på en bundramme 2 monteret stativ 3, der i et cylinderparti 4 30 ved sin overside bærer to rækker af nabocylindre 5, 6, der parvis er monteret i v-facon på motorstativet. Stemplerne i hvert par af nabocylindre er gennem hver sin stempelstang 7 med tilhørende krydshoved, der generelt er betegnet med 8, og plej Istang 9 forbun-35 det med en fælles plejlstangssøle 10 på en krumtapaksel 11. Parret af plejIstænger 9 er som vist lejret side om side på den fælles søle.

DK 169826 B1 s

Krydshovedet 8 har et krydshovedleje 12, der er fast forbundet med plej Istangen, og en i lejet lejret krydshovedpind 13, hvortil stempelstangen er fastgjort ved hjælp af bolte, der er indskruet gevind-5 huller 14 ved pinden overside.

Krydshovedpinden er på kendt vis lej ret i to styresko 15, der hver har to parallelle lejeflader 16, der forløber vinkelret på et tværplan gennem motoren og er styret i dennes tværretning ved hjælp af le-10 jeflader 17 på tilhørende styreplaner 18 (se fig.

2).

Styreplanerne strækker sig over den væsentligste del af afstanden mellem bundrammen 2 og cylinderpartiet 4. For at kunne overføre de forholdsvis store 15 tværkræfter til motorstativet, uden at styreplanerne deformeres således, at de sammenhørende lejeflader 16 og 17 slides skævt, er de over hele deres højde svejst fast til en tilhørende tværvæg 19, ligesom de med jævne mellemrum på bagsiden er afstivet af pladestykker 20 20, der giver styreplanerne god stabilitet. I den i fig. 2 vist udførelsesform er tværvæggene 19, styreplanerne 18, pladestykkerne 20 og krydshovedpinden med tilhørende styresko 15 udformet spejlsymmetrisk omkring midterlinien mellem de to tværvægge. Tværvægge-25 ne 19, der her udgør motorstativets tværgående afstivning, forløber ubrudt og i samme plan over hele bredden af stativet. Krydshovedlejerne 12 er således asymmetrisk lejret på hver sin pind 13, at plejl-stangslejerne kan ligge side om side på den fælles sø-30 le.

I det i fig. 3 viste alternative arrangement er elementer med samme funktion som i fig. 1 benævnt med samme henvisningstal, forsynet med et mærke. Leje-fladerne 16', 17' på den styresko og det styreplan, 35 der ligger i størst afstand fra krydshovedlejet 12' har her mindre bredde i motorens længderetning, end de 7 DK 169826 B1 tilsvarende lejeflader ved pindens anden ende, hvorved der kompenseres for forskellen i belastning på de to styresko 15', så belastningen af lejefladerne 16', 17' bliver mere ensartet.

5 I den anden foretrukne udførelsesform vist i fig. 4 er elementer med samme funktion som i fig. 1 benævnt med henvisningstal, der er hundred større end tallene i fig. 1. Tværvæggene 119 hørende til hvert par af nabocylindre er her forskudt i forhold til hin-10 anden i motorens længderetning, så forsætningen mellem de to traditionelt udformede krydshoveder 108 optages i den tværgående afstivning. Et forbindelsesstykke 121 forbinder omtrent ved midten af motoren de to halvdele af tværvæggen med hinanden for derved at forø-15 ge tværstivheden af motorstativet. Om nødvendigt kan tværstivheden yderligere øges ved, at de pladestykker 120a, 120b, der strækker sig hen til forbindelsesstykket 121, er udført som et sammenhængende pladestykke med en højde, der rager et passende stykke ud i retning 20 mod den modstående tværvæg 119.

Det alternative arrangement af den anden udførelsesform er ikke vist på tegningen, men har som nævnt gennemgående tværvægge af den art, som er vist i fig. 2 og 3. Det ene sæt styreplaner for hver krydsho-25 vedpind har lejeflader, der ligger i større afstand fra tværvæggen, end lejefladerne på det modstående sæt af styreplaner. Det indrykkede sæt af styreplaner med de tilhørende afstivende pladestykker er udført med en sådan større bredde i motorens længderetning, at de kan 30 svejses fast til tværvægge på sædvanlig vis.

I fig. 2-4 er der for overskueligheds skyld kun vist et par af krydshoveder, men det er klart, at krydshovederne med tilhørende struktur er beliggende på begge sider af de indre tværgående vægge i motorstati-35 vet.

Claims (10)

1. Stempelmotor af krydshovedtypen, navnlig en stor totaktsmotor, med stempler, som hver er forbundet med en tilhørende plejlstangssøle (10) på krumtapakslen (11) gennem en stempelstang (9), et krydshoved (8;8'; 108. og en plej Istang (9), hvor krydshovedet har en 5 krydshovedpind (13;13';113) med to ved modsatte ender af pinden beliggende styresko (15;15';115), som er bevægelige på langs af styreplaner (18;18';118), der er båret af opretstående tværgående afstivning (19;19'; 119. i motorens stativ (3), kendetegnet ved, 10 at motorens cylindre er arrangeret i to parallelle rækker, at plejIstængerne for to nabocylindre (5,6) i hver sin række er lejret side om side på en fælles plejlstangssøle (10), og at krydshovedpinden (13;13';113) og styreplanerne (18;18';118) er således udformet, at 15 krydshovedlejerne i det sammenhørende par af nabocylindre er beliggende forskudt i forhold til hinanden i motorens længderetning, så centerakserne for de til samme cylinder hørende stempelstang (7) og plejIstang (9) i det væsentlige er beliggende i et fælles plan.

2. Stempelmotor ifølge krav 1, kendeteg net ved, at krydshovedlejet (12;12') er anbragt asymmetrisk i motorens længderetning på krydshovedpinden (13;13').

3. Stempelmotor ifølge krav 2, kendeteg-25 net ved, at motorstativets styreplansbærende tværgående afstivninger, der fortrinsvis er udformet som enkeltlags pladevægge (19;19'), hver især ligger i samme tværgående plan over hele motorens bredde.

4. Stempelmotor ifølge krav 2 eller 3, k e n -30 detegnet ved, at bredden af lejefladerne (16') på den styresko (15'), som ligger længst væk fra krydshovedlej et (12'), og fortrinsvis også bredden af leje- 9 DK 169826 B1 fladerne (17') på de tilhørende styreplaner (18’), er mindre end bredden af lejefladerne på styreskoen, og fortrinsvis også på styreplanerne, ved pindens modsatte ende.

5. Stempelmotor ifølge krav 4, kendeteg net ved, at det indbyrdes forhold mellem bredden af de ved hver ende af krydshovedpinden (13') beliggende lejeflader (16', 17') er omvendt proportionalt med deres afstand til krydshovedlejets centrum.

6. Stempelmotor ifølge krav 1, kendeteg ne t ved, at krydshovedlejet (112) med tilhørende pind (113) og styresko (115) er hovedsageligt symmetrisk om et tværgående centerplan gennem krydshovedle-jet, og at styreplanerne (118) for det sammenhørende 15 par af nabocylindre er forskudt i forhold til hinanden i motorens længderetning.

7. Stempelmotor ifølge krav 6, kendetegnet ved, at motorstativets styreplansbærende tværgående afstivning, der fortrinsvis er udformet som en-20 keltlags pladevægge, hver især ligger i samme tværgående plan over hele motorens (1) bredde, og at det ene sæt af styreplaner for en krydshovedpind ligger i større afstand fra den tilhørende tværgående afstivning end det andet sæt.

8. Stempelmotor ifølge krav 6, kendeteg ne t ved, at den styreplansbærende tværgående afstivning (119) hørende til den ene af to nabocylindre (5,6) i det sammenhørende par er forskudt i motorens længderetning i forhold til den tværgående afstivning (119) 30 hørende til den anden nabocylinder, fortrinsvis således, at de to sæt af styreplaner for en krydshovedpind (113) indbyrdes ligger symmetrisk om det tværgående centerplan gennem krydshovedlejet.

8 DK 169826 B1

9. Stempelmotor ifølge et af kravene 1-7, 35 kendetegnet ved, at forskydningen mellem krydshovederne i det sammenhørende par af nabocylindre

10 DK 169826 B1 (5,6) andrager fra 5 til 20 % af krydshovedpindens længde, fortrinsvis 15 %.